Die Effekte eines Glukokortikoid-Rezeptor-Dimerisierungs-Defizits auf die HPA-Achsen Funktionalität und das Verhalten chronisch psychosozial gestresster Mäuse

Abstract

Chronischer psychosozialer Stress gilt als Risikofaktor für zahlreiche somatische und affektive Erkrankungen. Einige sind mit der Entstehung von Hypokortizismus assoziiert. Die Mechanismen hinter der Entstehung von stressinduziertem Hypokortizismus sind jedoch noch nicht vollständig verstanden. Zudem ist noch nicht bekannt, inwiefern Glukokortikoidrezeptor (GR)-Dimerisierung an diesen Mechanismen beteiligt ist. Zur genauen Untersuchung eigenen sich Tiermodelle, vor allem das Modell der chronisch subordinierten Koloniehaltung (CSC), welches zu einem reduzierten Glukokortikoid (GC)-Signaling und „dark phase“ Hypokortizismus führt. Zudem kann durch Verwendung von GR Dimerisierungsdefiziten (GRDim) Mäusen geprüft werden, ob durch GR-Dimerisierung vermittelte Effekte an der Entwicklung des stressbedingten Hypokortizismus beteiligt sind. Das Hauptaim dieser Arbeit war deshalb zu untersuchen, wie sich der Wegfall der GR Dimerisierung auf globaler Ebene auf die stressassoziierten Veränderungen der Hypothalamus-Hypophysen-Nebennieren-Achse (HPA-Achse), mit besonderem Fokus auf die Hypophyse und Nebenniere, auswirkt. Zudem wurde analysiert, inwiefern sich typische stress-assoziierte Effekte des CSC Models auf physiologischer und behavioraler Ebene durch den globalen Wegfall der GR Dimerisierung verändern. Erstmals konnte gezeigt werden, dass das CSC Modell auch in dieser Mauslinie (GrDim(129SvEv)(B6)GVO) typische unter chronisch psychosozialen Stress auftretende Veränderungen, wie erhöhtes Nebennieren- und Hypophysengewicht und erhöhtes Angstverhalten hervorruft. Zudem ergaben die Untersuchungen, dass das Fehlen der GR-Dimerisierungfähigkeit mit morphologischen und funktionellen Veränderungen auf Hypophysen- und Nebennieren-Ebene verbunden ist. Zum einen war das Hypophysengewicht in CSC GRDim Mäusen im Vergleich zu CSC WT und Nebennierengewicht in GRDim Mäusen verglichen mit WT geringer. Dies ist vermutlich auf kompensatorische Anpassungsmechanismen zurückzuführen, um erhöhte Plasma Adrenocorticotropin (ACTH)- beziehungsweise Kortikosteron (CORT)-Level bei GR Dimerisierungs-defizit zu vermeiden. Dennoch wurden in CSC GRDim Mäusen erhöhte ACTH-Level gemessen, was für eine Beeinträchtigung im negativen Feedback spricht. Bei unveränderter Arginin-Vasopressin-Rezeptor 1b (AVP1b) und Proopiomelanocortin (POMC) mRNA Expression und Corticotropin-releasing Hormon Rezeptor 1 (CRHR1) Proteinexpression in dieser Arbeit sind weitere Untersuchungen, insbesondere des PVNs und Arginin-Vasopressin (AVP) und Corticotropin-releasing Hormon (CRH), notwendig, um die genauen Mechanismen zu verstehen. Trotz leichterer Nebennieren waren die Plasma CORT Level in CSC GRDim im Vergleich zu einzeln gehaltenen (SHC) GrDim Mäusen signifikant höher. Die fehlende GR Dimerisierung beeinflusst möglicherweise die im Rahmen des CSCs verminderte Sensitivität der Nebennieren gegenüber ACTH. Weitere Erkenntnisse darüber könnten zukünftige Studien liefern, in welchen Mediatoren des intra-adrenalen Feedbacks wie „steroidgenic acute regulatory protein“ (StAR), Melanocortin-2-Rezeptor (MC2R), „dosage-sensitive sex reversal, adrenal hypoplasia congenita, critical region on the X chromosome, gene 1“ (DAX-1) bestimmt werden, um den Einfluss der GR Dimerisierung auf die Entstehung des Hypokortizismus auf Ebene der Nebennieren zu ermitteln. Des Weiteren führte die Stimulation der Nebennieren in vitro mit ACTH (100 nM) nur in den GRDim Mäusen zu einer Zunahme der CORT Level. Dies könnte durch eine erhöhte MC2R Expression mediiert sein, weshalb in zukünftigen Studien die Rezeptorexpression ermittelt werden sollte. Die Bestimmung der Lipidvesikel, welche die Vorstufe der Steroide (Cholesterinester [CE]) enthalten, in der Nebennierenrinde zeigte, dass GRDim Tiere verglichen mit WT Mäusen signifikant weniger Lipidvesikel aufweisen. Auch hier handelt es sich vermutlich um Anpassungsmechanismen, um erhöhte CORT Level zu vermeiden. Inwieweit die GR Dimerisierung dabei eine Rolle spielt, könnte in zukünftigen Studien durch die Bestimmung von Hormonen und Rezeptoren, welche die Verfügbarkeit der CE und die GC Synthese beeinflussen, ermittelt werden. Die Reduktion des Thymusgewicht im Rahmen des CSC in gestressten GRDim Mäusen im Vergleich zu nicht gestressten GRDim Tieren wird vermutlich nicht über GR Dimerisierung vermittelt. Auch das CSC-induzierte Angstverhalten im OF/NO wird durch das GR Dimerisierungsdefizit nicht beeinflusst. Die fehlende Reduktion der Immobilität der CSC GrDim Tiere trotz erhöhter CORT-Level könnte darauf hindeuten, dass die GR Dimerisierung in der Entstehung depressions-ähnlichen Verhaltens eine Rolle spielt. Die Ergebnisse dieser Arbeit zeigen, dass aufgrund des GR Defizites eine Einschränkung im negativen Feedback vorliegt. Dies führte zu verschiedenen organspezifischen Anpassungen. Um weitere Erkenntnisse über die genauen Mechanismen zu erlangen, sind jedoch zukünftige Studien notwendig.